Panoptic semonation涉及联合语义分割和实例分割的组合，其中图像内容分为两种类型：事物和东西。我们展示了Panoptic SegFormer，是与变压器的Panoptic Semonation的一般框架。它包含三个创新组件：高效的深度监督掩模解码器，查询解耦策略以及改进的后处理方法。我们还使用可变形的DETR来有效地处理多尺度功能，这是一种快速高效的DETR版本。具体而言，我们以层式方式监督掩模解码器中的注意模块。这种深度监督策略让注意模块快速关注有意义的语义区域。与可变形的DETR相比，它可以提高性能并将所需培训纪元的数量减少一半。我们的查询解耦策略对查询集的职责解耦并避免了事物和东西之间的相互干扰。此外，我们的后处理策略通过联合考虑分类和分割质量来解决突出的面具重叠而没有额外成本的情况。我们的方法会在基线DETR模型上增加6.2 \％PQ。 Panoptic SegFormer通过56.2 \％PQ实现最先进的结果。它还显示出对现有方法的更强大的零射鲁布利。代码释放\ url {https://github.com/zhiqi-li/panoptic-segformer}。

现代方法通常将语义分割标记为每个像素分类任务，而使用替代掩码分类处理实例级分割。我们的主要洞察力：掩码分类是足够的一般，可以使用完全相同的模型，丢失和培训过程来解决语义和实例级分段任务。在此观察之后，我们提出了一个简单的掩模分类模型，该模型预测了一组二进制掩码，每个模型与单个全局类标签预测相关联。总的来说，所提出的基于掩模分类的方法简化了语义和Panoptic分割任务的有效方法的景观，并显示出优异的经验结果。特别是，当类的数量大时，我们观察到掩码形成器优于每个像素分类基线。我们的面具基于分类的方法优于当前最先进的语义（ADE20K上的55.6 miou）和Panoptic Seation（Coco）模型的Panoptic Seationation（52.7 PQ）。

Panoptic Part Segmentation (PPS) unifies panoptic segmentation and part segmentation into one task. Previous works utilize separated approaches to handle thing, stuff, and part predictions without shared computation and task association. We aim to unify these tasks at the architectural level, designing the first end-to-end unified framework named Panoptic-PartFormer. Moreover, we find the previous metric PartPQ biases to PQ. To handle both issues, we make the following contributions: Firstly, we design a meta-architecture that decouples part feature and things/stuff feature, respectively. We model things, stuff, and parts as object queries and directly learn to optimize all three forms of prediction as a unified mask prediction and classification problem. We term our model as Panoptic-PartFormer. Secondly, we propose a new metric Part-Whole Quality (PWQ) to better measure such task from both pixel-region and part-whole perspectives. It can also decouple the error for part segmentation and panoptic segmentation. Thirdly, inspired by Mask2Former, based on our meta-architecture, we propose Panoptic-PartFormer++ and design a new part-whole cross attention scheme to further boost part segmentation qualities. We design a new part-whole interaction method using masked cross attention. Finally, the extensive ablation studies and analysis demonstrate the effectiveness of both Panoptic-PartFormer and Panoptic-PartFormer++. Compared with previous Panoptic-PartFormer, our Panoptic-PartFormer++ achieves 2% PartPQ and 3% PWQ improvements on the Cityscapes PPS dataset and 5% PartPQ on the Pascal Context PPS dataset. On both datasets, Panoptic-PartFormer++ achieves new state-of-the-art results with a significant cost drop of 70% on GFlops and 50% on parameters. Our models can serve as a strong baseline and aid future research in PPS. Code will be available.

图像分割是关于使用不同语义的分组像素，例如类别或实例成员身份，其中每个语义选择定义任务。虽然只有每个任务的语义不同，但目前的研究侧重于为每项任务设计专业架构。我们提出了蒙面关注掩模变压器（Mask2Former），这是一种能够寻址任何图像分段任务（Panoptic，实例或语义）的新架构。其关键部件包括屏蔽注意，通过限制预测掩模区域内的横向提取局部特征。除了将研究工作减少三次之外，它还优于四个流行的数据集中的最佳专业架构。最值得注意的是，Mask2Former为Panoptic semonation（Coco 57.8 PQ）设置了新的最先进的，实例分段（Coco上50.1 AP）和语义分割（ADE20K上的57.7 miou）。

我们提出了聚类蒙版变压器（CMT-DeepLab），这是一种基于变压器的框架，用于围绕聚类设计的泛型分割。它重新考虑了用于分割和检测的现有变压器架构；CMT-DeepLab认为对象查询是群集中心，该中心填充了应用于分割时将像素分组的作用。群集通过交替的过程计算，首先通过其功能亲和力将像素分配给簇，然后更新集群中心和像素功能。这些操作共同包含聚类蒙版变压器（CMT）层，该层产生了越野器的交叉注意，并且与最终的分割任务更加一致。CMT-DeepLab在可可Test-DEV集中实现了55.7％的PQ的新最先进的PQ，可显着提高先前ART的性能。

In this paper we present Mask DINO, a unified object detection and segmentation framework. Mask DINO extends DINO (DETR with Improved Denoising Anchor Boxes) by adding a mask prediction branch which supports all image segmentation tasks (instance, panoptic, and semantic). It makes use of the query embeddings from DINO to dot-product a high-resolution pixel embedding map to predict a set of binary masks. Some key components in DINO are extended for segmentation through a shared architecture and training process. Mask DINO is simple, efficient, and scalable, and it can benefit from joint large-scale detection and segmentation datasets. Our experiments show that Mask DINO significantly outperforms all existing specialized segmentation methods, both on a ResNet-50 backbone and a pre-trained model with SwinL backbone. Notably, Mask DINO establishes the best results to date on instance segmentation (54.5 AP on COCO), panoptic segmentation (59.4 PQ on COCO), and semantic segmentation (60.8 mIoU on ADE20K) among models under one billion parameters. Code is available at \url{https://github.com/IDEACVR/MaskDINO}.

视觉任务中变形金刚的兴起不仅可以推进网络骨干设计，而且还启动了一个全新的页面，以实现端到端的图像识别（例如，对象检测和泛型分段）。源自自然语言处理（NLP）的变压器体系结构，包括自我注意力和交叉注意力，有效地学习了序列中元素之间的远距离相互作用。但是，我们观察到，大多数现有的基于变压器的视觉模型只是从NLP中借用了这个想法，忽略了语言和图像之间的关键差异，尤其是空间扁平的像素特征的极高序列长度。随后，这阻碍了像素特征和对象查询之间的交叉注意力学习。在本文中，我们重新考虑像素和对象查询之间的关系，并建议将交叉注意学习作为一个聚类过程进行重新重新制定。受传统K-均值聚类算法的启发，我们开发了K-Means面膜Xformer（Kmax-Deeplab）进行细分任务，这不仅可以改善最先进的艺术品，而且享有简单而优雅的设计。结果，我们的Kmax-Deeplab在Coco Val设置上以58.0％的PQ实现了新的最先进的性能，而CityScapes Val设置为68.4％PQ，44.0％AP和83.5％MIOU，而无需测试时间增加或外部数据集。我们希望我们的工作能够阐明设计为视觉任务量身定制的变压器。代码和型号可在https://github.com/google-research/deeplab2上找到

尽管有不同的相关框架，已经通过不同和专门的框架解决了语义，实例和Panoptic分段。本文为这些基本相似的任务提供了统一，简单，有效的框架。该框架，名为K-Net，段段由一组被学习内核持续一致，其中每个内核负责为潜在实例或填充类生成掩码。要解决区分各种实例的困难，我们提出了一个内核更新策略，使每个内核动态和条件在输入图像中的有意义的组上。 K-NET可以以结尾的方式培训，具有二分匹配，其培训和推论是自然的NMS和无框。没有钟声和口哨，K-Net超越了先前发表的全面的全面的单一模型，在ADE20K Val上的MS Coco Test-Dev分割和语义分割上分别与55.2％PQ和54.3％Miou分裂。其实例分割性能也与MS COCO上的级联掩模R-CNN相同，具有60％-90％的推理速度。代码和模型将在https://github.com/zwwwayne/k-net/发布。

本文介绍了端到端的实例分段框架，称为SOIT，该段具有实例感知变压器的段对象。灵感来自Detr〜\ Cite {carion2020end}，我们的方法视图实例分段为直接设置预测问题，有效地消除了对ROI裁剪，一对多标签分配等许多手工制作组件的需求，以及非最大抑制（ nms）。在SOIT中，通过在全局图像上下文下直接地将多个查询直接理解语义类别，边界框位置和像素 - WISE掩码的一组对象嵌入。类和边界盒可以通过固定长度的向量轻松嵌入。尤其是由一组参数嵌入像素方面的掩模以构建轻量级实例感知变压器。之后，实例感知变压器产生全分辨率掩码，而不涉及基于ROI的任何操作。总的来说，SOIT介绍了一个简单的单级实例分段框架，它是无乐和NMS的。 MS Coco DataSet上的实验结果表明，优于最先进的实例分割显着的优势。此外，在统一查询嵌入中的多个任务的联合学习还可以大大提高检测性能。代码可用于\ url {https://github.com/yuxiaodonghri/soit}。

全景部分分割（PPS）旨在将泛型分割和部分分割统一为一个任务。先前的工作主要利用分离的方法来处理事物，物品和部分预测，而无需执行任何共享的计算和任务关联。在这项工作中，我们旨在将这些任务统一在架构层面上，设计第一个名为Panoptic-Partformer的端到端统一方法。特别是，由于视觉变压器的最新进展，我们将事物，内容和部分建模为对象查询，并直接学会优化所有三个预测作为统一掩码的预测和分类问题。我们设计了一个脱钩的解码器，以分别生成零件功能和事物/东西功能。然后，我们建议利用所有查询和相应的特征共同执行推理。最终掩码可以通过查询和相应特征之间的内部产品获得。广泛的消融研究和分析证明了我们框架的有效性。我们的全景局势群体在CityScapes PPS和Pascal Context PPS数据集上实现了新的最新结果，至少有70％的GFLOPS和50％的参数降低。特别是，在Pascal上下文PPS数据集上采用SWIN Transformer后，我们可以通过RESNET50骨干链和10％的改进获得3.4％的相对改进。据我们所知，我们是第一个通过\ textit {统一和端到端变压器模型来解决PPS问题的人。鉴于其有效性和概念上的简单性，我们希望我们的全景贡献者能够充当良好的基准，并帮助未来的PPS统一研究。我们的代码和型号可在https://github.com/lxtgh/panoptic-partformer上找到。

We present MaX-DeepLab, the first end-to-end model for panoptic segmentation. Our approach simplifies the current pipeline that depends heavily on surrogate sub-tasks and hand-designed components, such as box detection, nonmaximum suppression, thing-stuff merging, etc. Although these sub-tasks are tackled by area experts, they fail to comprehensively solve the target task. By contrast, our MaX-DeepLab directly predicts class-labeled masks with a mask transformer, and is trained with a panoptic quality inspired loss via bipartite matching. Our mask transformer employs a dual-path architecture that introduces a global memory path in addition to a CNN path, allowing direct communication with any CNN layers. As a result, MaX-DeepLab shows a significant 7.1% PQ gain in the box-free regime on the challenging COCO dataset, closing the gap between box-based and box-free methods for the first time. A small variant of MaX-DeepLab improves 3.0% PQ over DETR with similar parameters and M-Adds. Furthermore, MaX-DeepLab, without test time augmentation, achieves new state-of-the-art 51.3% PQ on COCO test-dev set.

In this paper, we propose a unified panoptic segmentation network (UPSNet) for tackling the newly proposed panoptic segmentation task. On top of a single backbone residual network, we first design a deformable convolution based semantic segmentation head and a Mask R-CNN style instance segmentation head which solve these two subtasks simultaneously. More importantly, we introduce a parameter-free panoptic head which solves the panoptic segmentation via pixel-wise classification. It first leverages the logits from the previous two heads and then innovatively expands the representation for enabling prediction of an extra unknown class which helps better resolve the conflicts between semantic and instance segmentation. Additionally, it handles the challenge caused by the varying number of instances and permits back propagation to the bottom modules in an end-to-end manner. Extensive experimental results on Cityscapes, COCO and our internal dataset demonstrate that our UPSNet achieves stateof-the-art performance with much faster inference. Code has been made available at: https://github.com/ uber-research/UPSNet. * Equal contribution.† This work was done when Hengshuang Zhao was an intern at Uber ATG.

In this work, we introduce Panoptic-DeepLab, a simple, strong, and fast system for panoptic segmentation, aiming to establish a solid baseline for bottom-up methods that can achieve comparable performance of two-stage methods while yielding fast inference speed. In particular, Panoptic-DeepLab adopts the dual-ASPP and dual-decoder structures specific to semantic, and instance segmentation, respectively. The semantic segmentation branch is the same as the typical design of any semantic segmentation model (e.g., DeepLab), while the instance segmentation branch is class-agnostic, involving a simple instance center regression. As a result, our single Panoptic-DeepLab simultaneously ranks first at all three Cityscapes benchmarks, setting the new state-of-art of 84.2% mIoU, 39.0% AP, and 65.5% PQ on test set. Additionally, equipped with MobileNetV3, Panoptic-DeepLab runs nearly in real-time with a single 1025 × 2049 image (15.8 frames per second), while achieving a competitive performance on Cityscapes (54.1 PQ% on test set). On Mapillary Vistas test set, our ensemble of six models attains 42.7% PQ, outperforming the challenge winner in 2018 by a healthy margin of 1.5%. Finally, our Panoptic-DeepLab also performs on par with several topdown approaches on the challenging COCO dataset. For the first time, we demonstrate a bottom-up approach could deliver state-of-the-art results on panoptic segmentation.

变压器是一种基于关注的编码器解码器架构，彻底改变了自然语言处理领域。灵感来自这一重大成就，最近在将变形式架构调整到计算机视觉（CV）领域的一些开创性作品，这已经证明了他们对各种简历任务的有效性。依靠竞争力的建模能力，与现代卷积神经网络相比在本文中，我们已经为三百不同的视觉变压器进行了全面的审查，用于三个基本的CV任务（分类，检测和分割），提出了根据其动机，结构和使用情况组织这些方法的分类。 。由于培训设置和面向任务的差异，我们还在不同的配置上进行了评估了这些方法，以便于易于和直观的比较而不是各种基准。此外，我们已经揭示了一系列必不可少的，但可能使变压器能够从众多架构中脱颖而出，例如松弛的高级语义嵌入，以弥合视觉和顺序变压器之间的差距。最后，提出了三个未来的未来研究方向进行进一步投资。

DETR has been recently proposed to eliminate the need for many hand-designed components in object detection while demonstrating good performance. However, it suffers from slow convergence and limited feature spatial resolution, due to the limitation of Transformer attention modules in processing image feature maps. To mitigate these issues, we proposed Deformable DETR, whose attention modules only attend to a small set of key sampling points around a reference. Deformable DETR can achieve better performance than DETR (especially on small objects) with 10× less training epochs. Extensive experiments on the COCO benchmark demonstrate the effectiveness of our approach. Code is released at https:// github.com/fundamentalvision/Deformable-DETR.

现有的实例分割方法已经达到了令人印象深刻的表现，但仍遭受了共同的困境：一个实例推断出冗余表示（例如，多个框，网格和锚点），这导致了多个重复的预测。因此，主流方法通常依赖于手工设计的非最大抑制（NMS）后处理步骤来选择最佳预测结果，这会阻碍端到端训练。为了解决此问题，我们建议一个称为Uniinst的无盒和无端机实例分割框架，该框架仅对每个实例产生一个唯一的表示。具体而言，我们设计了一种实例意识到的一对一分配方案，即仅产生一个表示（Oyor），该方案根据预测和地面真相之间的匹配质量，动态地为每个实例动态分配一个独特的表示。然后，一种新颖的预测重新排列策略被优雅地集成到框架中，以解决分类评分和掩盖质量之间的错位，从而使学习的表示形式更具歧视性。借助这些技术，我们的Uniinst，第一个基于FCN的盒子和无NMS实例分段框架，实现竞争性能，例如，使用Resnet-50-FPN和40.2 mask AP使用Resnet-101-FPN，使用Resnet-50-FPN和40.2 mask AP，使用Resnet-101-FPN，对抗AP可可测试-DEV的主流方法。此外，提出的实例感知方法对于遮挡场景是可靠的，在重锁定的ochuman基准上，通过杰出的掩码AP优于公共基线。我们的代码将在出版后提供。

在这项工作中，我们呈现SEQFormer，这是一个令人沮丧的视频实例分段模型。 SEQFormer遵循Vision变换器的原理，该方法模型视频帧之间的实例关系。然而，我们观察到一个独立的实例查询足以捕获视频中的时间序列，但应该独立地使用每个帧进行注意力机制。为此，SEQFormer在每个帧中定位一个实例，并聚合时间信息以学习视频级实例的强大表示，其用于动态地预测每个帧上的掩模序列。实例跟踪自然地实现而不进行跟踪分支或后处理。在YouTube-VIS数据集上，SEQFormer使用Reset-50个骨干和49.0 AP实现47.4个AP，其中Reset-101骨干，没有响铃和吹口哨。此类成果分别显着超过了以前的最先进的性能4.6和4.4。此外，与最近提出的Swin变压器集成，SEQFormer可以实现59.3的高得多。我们希望SEQFormer可能是一个强大的基线，促进了视频实例分段中的未来研究，同时使用更强大，准确，整洁的模型来实现该字段。代码和预先训练的型号在https://github.com/wjf5203/seqformer上公开使用。

两阶段和基于查询的实例分段方法取得了显着的结果。然而，他们的分段面具仍然非常粗糙。在本文中，我们呈现了用于高质量高效的实例分割的掩模转发器。我们的掩模转发器代替常规密集的张量，而不是在常规密集的张量上进行分解，并表示作为Quadtree的图像区域。我们基于变换器的方法仅处理检测到的错误易于树节点，并并行自我纠正其错误。虽然这些稀疏的像素仅构成总数的小比例，但它们对最终掩模质量至关重要。这允许掩模转换器以低计算成本预测高精度的实例掩模。广泛的实验表明，掩模转发器在三个流行的基准上优于当前实例分段方法，显着改善了COCO和BDD100K上的大型+3.0掩模AP的+3.0掩模AP的大余量和CityScapes上的+6.6边界AP。我们的代码和培训的型号将在http://vis.xyz/pub/transfiner提供。

我们提出Osformer，这是伪装实例分割（CIS）的第一个单阶段变压器框架。Osformer基于两个关键设计。首先，我们设计了一个位置传感变压器（LST），以通过引入位置引导查询和混合通风volvolution feedforward网络来获得位置标签和实例感知参数。其次，我们开发了一个粗到细节的融合（CFF），以合并LST编码器和CNN骨架的各种上下文信息。结合这两个组件使Osformer能够有效地融合本地特征和远程上下文依赖关系，以预测伪装的实例。与两阶段的框架相比，我们的OSFORMER达到41％的AP并达到良好的收敛效率，而无需大量的训练数据，即仅3040个以下的样本以下60个时代。代码链接：https：//github.com/pjlallen/osformer。

最近，在一步的Panoptic细分方法上越来越关注，旨在有效地旨在在完全卷积的管道内共同分割实例和材料。但是，大多数现有的工作直接向骨干功能提供给各种分段头，忽略语义和实例分割的需求不同：前者需要语义级别的判别功能，而后者需要跨实例可区分的功能。为了缓解这一点，我们建议首先预测用于增强骨干特征的不同位置之间的语义级和实例级相关性，然后分别将改进的鉴别特征馈送到相应的分割头中。具体地，我们将给定位置与所有位置之间的相关性组织为连续序列，并将其预测为整体。考虑到这种序列可以非常复杂，我们采用离散的傅里叶变换（DFT），一种可以近似由幅度和短语参数化的任意序列的工具。对于不同的任务，我们以完全卷积的方式从骨干网上生成这些参数，该参数通过相应的任务隐含地优化。结果，这些准确和一致的相关性有助于产生符合复杂的Panoptic细分任务的要求的合理辨别特征。为了验证我们的方法的有效性，我们对几个具有挑战性的Panoptic细分数据集进行实验，并以45.1美元\％PQ和ADE20K为32.6美元\％PQ实现最先进的绩效。